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CN1165388A - 隔离开关 - Google Patents

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CN1165388A
CN1165388A CN97110567A CN97110567A CN1165388A CN 1165388 A CN1165388 A CN 1165388A CN 97110567 A CN97110567 A CN 97110567A CN 97110567 A CN97110567 A CN 97110567A CN 1165388 A CN1165388 A CN 1165388A
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CN
China
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isolating switch
control cam
bar
transmission shaft
power transmission
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English (en)
Inventor
D·富克塞尔
M·兹彬顿
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
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Asea Brown Boveri AG Switzerland
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Abstract

隔离开关包括一个封闭外壳和至少两个轴向对称布置在外壳中的断口，各个断口分别有一个静触头和一个沿断口移动的动触头。传动轴在封闭外壳中进行导向运动。从该传动轴通过传动机构把力传递到动触头上。传动机构对每个断口都配置一个与动触头牢固连接的垂直于传动轴并可移动的控制凸轮。此外，在传动轴上还固定了一个与控制凸轮共同动作的杆。此杆与控制凸轮这样连接即：在传动轴的任意角度位置上控制凸轮和固定其上的动触头都定位在断口轴线的方向内。

Description

隔离开关
本发明涉及一种隔离开关，这种隔离开关作为多断口隔离开关可用于金属封闭的气体绝缘开关设备中，并可根据需要在多个任意的设备元件中的两个元件之间建立连接或隔断这种连接，例如在一台断路器和任意两条母线的任一条母线之间、在两条母线之间或断路器和接地接点之间。
本发明参考了例如1995年3月28日提交的较早的德国专利申请文件卷号P19511165.0的先有技术。在该专利申请中所述的隔离开关具有一个充绝缘气体的接地的隔离开关外壳和两个轴向对称布置在该外壳中的分别具有一个静触头和一个沿断口轴线移动的动触头的断口，以及一根在该隔离开关外壳中进行导向运动的传动轴和一个把力从该传动轴传递到动触头上的传动机构。该传动机构具有一个由传动轴旋转的、在其上铰接两根连杆的曲柄臂。背向铰接点的连杆端作用在可在断口轴向内移动的断口的动触头上。通过适当选用传动机构各部件的尺寸例如连杆的长度和角度位置即可根据设备预定的开关操作要求控制两个断口的打开和闭合。
本发明的任务是，提出一种结构紧凑并用简单方式即可实现各断口的极精确控制的上述类型的隔离开关。
本发明隔离开关的特点是占地面积极小，其原因之一是，在传动轴和动触头之间的传动机构可将传动轴提供的操作力直接转换成作用到断口轴向内的力；另一个原因是，传动机构省去了传动轴和动触头之间的连杆。传动机构只有装在动触头上的控制凸轮和固定在传动轴上的杆。这种控制凸轮占用很小的空间，并有一个或两个占地小的导向曲线，该曲线把由连杆输出的力作为传动轴的角度位置的函数传递到对应的动触头上。由于这种导向曲线可精确地配合动触头要求的运动过程，所以用简单的方式即可实现复杂的运动过程。此外，用唯一的一根传动轴实际上可控制任意多的断口(一相或多相)。
下面结合附图来详细说明本发明的优选实施例和可达到的其他优点。附图是：
图1表示本发明隔离开关第一种结构型式大致呈管形的外壳(图2)沿剖面线I-I剖开的主要垂直于管轴的一个截面的俯视图；
图2表示图1隔离开关沿剖面线II一II轴向剖开的俯视图；
图3表示断口闭合时图1隔离开关一个控制凸轮的俯视图；
图4表示图3控制凸轮的俯视图，在此图中控制凸轮正面上的全部件都略去，而控制凸轮背面的全部件则用虚线表示；
图5表示断口打开时图3控制凸轮的俯视图；
图6表示断口打开时图4所示控制凸轮的俯视图；
图7表示本发明隔离开关第二种结构型式大致呈管形的外壳沿图8剖面线VII-VII轴向剖开的俯视图；
图8表示图7隔离开关大致垂直于管轴沿剖面线VIII-VIII剖开的俯视图；
图9表示本发明隔离开关第三种结构型式大致呈管形的外壳垂直于管轴剖开的俯视图。
在全部图中凡是作用相同的件都用相同的参考符号表示。在图1和图2中示出的并用参考号1表示的隔离开关具有一个大致呈管形的金属外壳2，外壳中充有绝缘气体例如压力为几巴的SF6气体。外壳2处于地电位，并在其外壳面积上有四个分别由四个管形法兰凸台3、4、5和6限定的孔。一个对隔离开关外壳2电绝缘的静触头7或8用一个在图中未示出的绝缘子支持在法兰凸台3或4上。而法兰凸台5则支持一个与外壳2导电连接的静触头9。法兰凸台6支持一个金属的安装盖10，传动轴11气密地通过盖10进入外壳2的内部，并进入一个固定在安装盖10上的空心绝缘子12中。外壳2的第五个孔(图中未示出)由一个用电绝缘的方式支持一个电流接线头13的法兰凸台14限定。15、16、17表示大体呈棒形的动触头。动触头15和静触头7构成断口18，动触头16和静触头8构成断口19，动触头17和静触头9构成断口20。三个断口18、19或20大致轴向对称。动触头15、16或17沿相应断口轴线21、22或23可移动。动触头15、16或17通过图中未示出的滑动触头(图2)和屏蔽罩24与电流接线头13电连接。断口轴线21和22与传动轴11的轴线垂直，并相互倾斜45°～180°。在静触头7或8上可用导电方式连接一条母线，这时断口18和19分别起母线隔离开关的作用。由于静触头9接地，所以断口23起接地刀的作用。电流接线头13一般与断路器的母线侧出线连接。
另一可能是，两个断口18和19也可布置在输出馈电线中。
用传动机构25把力从传动轴11传递到动触头15、16和17上。传动机构25对每个断口18、19和20都具有一个与对应动触头15、16、17固定连接的、与传动轴11的轴线垂直的并可移动的控制凸轮26、27、28，以及至少两根轴向相互错开的固定在传动轴11上并与控制凸轮26或27或28共同动作的杆29、30或31、32或33、34。在传动轴11沿顺时针方向旋转时，杆29、31、33与控制凸轮26、27、28摩擦连接实现合闸，杆30、32、34与控制凸轮26、27、28摩擦连接则实现分闸。而在传动轴11沿反时针方向旋转时，杆30、32、34与控制凸轮26、27、28摩擦连接实现合闸，杆29、31、33与控制凸轮26、27、28摩擦连接则实现分闸。
典型的控制凸轮例如控制凸轮26的结构可从图3至图6中一目了然。控制凸轮前侧具有导向曲线35，后侧有一个镜象布置的导向曲线36。在传动轴11旋转时，导向曲线35带动一个固定在杆29上的导向件290，而导向曲线36则带动一个固定在杆30上的导向件300。每个导向曲线35或36都具有曲段39或41和与此曲段连接的曲段40或42以及在这两曲段39和41或40和42之间的停止点43或44。此外，控制凸轮具有一个沿断口轴向21延伸的长孔45。传动轴通过此长孔进行导向运动，并对控制凸轮26在断口轴线21的方向内进行导向。当断口18闭合时，长孔45用其下端(图3和图4)靠到传动轴11上，而在断口打开时则用其对应的上端(图5和图6)靠到传动轴11上。
这种隔离开关的动作原理如下：在断口18合闸状态下(图3和图4)，动触头15接触静触头7。与动触头15牢固连接的控制凸轮26向上运动，并用长孔45的下端靠到传动轴11上。固定在杆29上的导向件290接触曲段40，从而保证在传动轴11停止时控制凸轮26和动触头15停止。与此同时，固定在杆30上的导向件300接触曲段42，并附加地固定动触头15。
当传动轴11沿顺时针方向旋转时(参见图1)断口18打开。导向件290和300首先沿曲段40和42运动。该曲段大致呈圆弧形，圆的中心位于传动轴11的轴线上。只要导向件290在曲段40内运动，控制凸轮26和动触头15便保持不变。在经过曲段40剩下的弧长预定的时间后，导向件290从曲段40移出。然后导向件300靠到停止点44上，控制凸轮26和动触头15不断向下移动直至传动轴11到达长孔45的上端为止(图5和图6)。然后断口18打开。通过传动轴11继续沿顺时针方向旋转，导向件300在同样呈圆弧的曲段41中运动，而导向件290接触同样呈圆弧的导向曲线36的曲段39。于是动触头15固定在分闸位置上。
在传动轴继续沿顺时针方向转动时，导向件290和300沿曲段39和41运动。控制凸轮26和动触头15保持停止。在传动轴11进行这种继续旋转运动的过程中，当触头15静止时在别的断口19、20上可能进行操作位置改变。
在轴11继续沿顺时针方向旋转时，导向件300离开导向曲线36，导向件290靠到停止点43上。控制凸轮26和动触头15这时重新向上运动到合闸位置。然后控制凸轮26和动触头15固定在合闸位置上，与此同时，导向件290接触圆弧形的曲段40，而导向件300则接触圆弧形的曲段42(图3和图4)。
另一种可能是，传动轴11也可沿反时针方向旋转。这时导向件300从下靠到停止点44上，然后控制凸轮26和动触头15由分闸位置进入合闸位置，然后导向件290以相应的方式从上靠到停止点43上。于是控制凸轮26和动触头15由合闸位置进入分闸位置。
如果导向曲线35、36分别以槽的形式在控制凸轮上构成时，则在轴向内可达到特别小的深度。这时导向件290、300可作为啮合在该槽中的凸轮。
两个导向曲线35、36布置在控制凸轮26的对应边上，但亦可分别布置在两个与动触头15连接的控制凸轮中的一个控制凸轮上。在这种情况中，只需一根布置在这两个控制凸轮之间并包括两个导向件290、300的杆。
在图7至图9的结构型式中，导向曲线装在唯一的导向曲线46上，这样，一个控制凸轮26、28和一个固定在传动轴11上的杆47就可实现动触头15、17要求的运动过程。
在图8的结构型式中，导向曲线46具有两个圆弧段48、49以及两个布置在这两个圆弧段之间的停止点50、51。这两个停止点作成与断口轴线21倾斜布置的曲段。用这样一个控制凸轮可实现动触头15的运动过程，例如双母线设备中使用的母线隔离开关则是典型的例子。
导向曲线46可根据动触头的运动过程的需要作成不同的结构。如果动触头是接地开关的一部分，则建议采用图9所示的导向曲线46的结构型式。这种导向曲线的圆弧段49包括一个大约270°的角度范围并在其两端上过渡到曲段52或53，此曲段大致对准径向并倾斜于断口轴线23布置。曲段52、53起止挡作用，并推动在合闸或分闸方向的控制凸轮28和动触头17。在曲段52和53的端点之间的导向曲线46的短圆弧段48使控制凸轮28和动触头17保持在合闸位置上。

Claims (15)

1.隔离开关(1)具有一个外壳(2)、至少两个轴向对称布置在外壳(2)中的分别有一个静触头(7、8、9)和一个沿断口轴线(21、22、23)移动的动触头(15、16、17)的断口(18、19、20)、一根引入外壳(2)的传动轴(11)和一个将力由传动轴(11)传递到动触头(15、16、17)上的传动机构(25)，其特征是，传动机构(25)对每个断口(18、19、20)都至少具有一个与动触头(15、16、17)牢固连接的垂直于传动轴(11)并可移动的控制凸轮(26、27、28)，以及至少一个固定在传动轴(11)上并与控制凸轮(26、27、28)共同作用的杆(29，…，34；47)。
2.按权利要求1的隔离开关，其特征是，杆(29，…，34、47)与控制凸轮(26、27、28)这样连接，即：在传动轴(11)的任意角度位置上，控制凸轮(26、27、28)和固定其上的动触头(15、16、17)都定位在断口轴线(21、22、23)的方向内。
3.按权利要求1或2的隔离开关，其特征是，控制凸轮(26、28)具有一个导向曲线(46)，在轴(11)旋转时，该导向曲线带动一个固定在杆(47)上的导向件。
4.按权利要求3的隔离开关，其特征是，导向曲线(46)具有两个圆弧段(48、49)和两个布置在这两个圆弧段(48、49)之间的停止点(50、51；52、53)。
5.按权利要求4的隔离开关，其特征是，停止点(52、53)为倾斜于断口轴线(23)布置的曲段。
6.按权利要求1或2的隔离开关，其特征是，在传动轴(11)上固定了两根与控制凸轮(26)共同作用的杆(29、30)，当传动轴(11)沿顺时针方向旋转时，其中的第一根杆(29)在合闸时与控制凸轮(26)通过摩擦连接，第二根杆(30)则在分闸时与控制凸轮(26)通过摩擦连接，而当传动轮(11)沿反时针方向旋转时，第二根杆(30)在合闸时与控制凸轮(26)通过摩擦连接，第一根杆(29)则在分闸时与控制凸轮(26)通过摩擦连接。
7.按权利要求6的隔离开关，其特征是，控制凸轮(26)有两个导向曲线(35、36)，其中第一个导向曲线(35)在轴(11)旋转时带动一个固定在第一根杆(29)上的导向件(290)，而第二个导向曲线(36)在轴(11)旋转时则带动一个固定在第二根杆(30)上的导向件(300)。
8.按权利要求7的隔离开关，其特征是，导向曲线(35、36)分别具有两个大致呈圆弧形的曲段(39～42)和一个设置在这两个曲段之间的停止点(43、44)。
9.按权利要求1至8任一项的隔离开关，其特征是，控制凸轮(26)具有一个沿断口轴线(21)方向延伸的并包围传动轴(11)的长孔(45)。
10.按权利要求7至9任一项的隔离开关，其特征是，两个导向曲线(35、36)布置在控制凸轮(26)的对边上。
11.按权利要求7至9任一项的隔离开关，其特征是，两个导向曲线(35、36)分别布置在两个控制凸轮中的一个控制凸轮上，而且在这两个控制凸轮之间布置了一根包括两个导向件(290、300)的杆。
12.按权利要求7至11任一项的隔离开关，其特征是，两个导向曲线(35、36)分别作为槽加工在控制凸轮上。
13.按权利要求7至12任一项的隔离开关，其特征是，杆(29，…34)在传动轴(11)的轴线方向相互轴向错开。
14.按权利要求1至13的隔离开关，其特征是，至少两个断口(18、19)可分别与一根母线或一根输出馈电线电连接。
15.按权利要求14的隔离开关，其特征是，第三个断口(20)的静触头(9)与隔离开关外壳(2)电连接。
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